Cel mai mare rezervor de hidrogen de pe Pământ s-ar putea ascunde chiar sub picioarele noastre, în miezul planetei

Se pare că oceanele noastre sunt doar o picătură într-un pahar uriaș. Un nou studiu revoluționar sugerează că miezul Pământului ar putea conține de la nouă până la de 45 de ori mai mult hidrogen decât toate oceanele planetei la un loc. Această descoperire nu doar că identifică cel mai mare rezervor de hidrogen de pe Terra, dar ar putea pune capăt unei dezbateri geologice de lungă durată despre modul în care planeta noastră și-a obținut ingredientele esențiale.

Timp de decenii, oamenii de știință s-au contrazis cu privire la momentul și modul în care hidrogenul a ajuns pe Pământ. O teorie populară susținea că acesta a fost livrat de cometele care au lovit planeta după formarea nucleului. Totuși, noile date publicate în jurnalul Nature Communications indică o altă poveste: hidrogenul a fost acolo încă de la început, infiltrându-se în centrul planetei în timpul procesului violent de formare, în urmă cu 4,5 miliarde de ani.

„Faptul că hidrogenul de pe Pământ a fost adus în timpul formării planetei este o ipoteză stabilită. Ceea ce divide comunitatea științifică este momentul exact în care acest hidrogen a fost încorporat.”, a explicat Dongyang Huang, profesor asistent la Universitatea Peking și autor principal al studiului.

De ce a fost atât de greu de găsit?

Hidrogenul este cel mai mic și mai ușor element din Univers, ceea ce îl face un coșmar pentru cercetători. În condițiile de presiune și temperatură extremă din adâncuri, majoritatea tehnicilor de detectare pur și simplu nu au „rezoluția” necesară pentru a-l vedea.

În trecut, cercetătorii foloseau difracția cu raze X, dar metoda se baza pe presupuneri care s-au dovedit a fi incomplete. Aceasta ignora modul în care elemente precum siliciul și oxigenul, prezente în miez, pot deforma structura de fier în care se dizolvă hidrogenul.

Lasere, diamante și nanotehnologie pentru a descoperi cel mai mare rezervor de hidrogen de pe Pământ

Pentru a rezolva misterul, echipa lui Huang a apelat la o metodă mult mai precisă: tomografia cu sondă atomică. Această tehnologie permite cartografierea 3D la scară nanometrică a fiecărui element din tabelul periodic, fiind ideală pentru probele supuse unor presiuni colosale.

Cercetătorii au recreat iadul din centrul Pământului în laborator. Au folosit o celulă cu nicovală de diamant pentru a strivi o mostră de fier acoperită cu sticlă silicată (un model pentru miezul înconjurat de magmă) și au utilizat lasere pentru a atinge temperaturi amețitoare de aproximativ 4.830 de grade Celsius.

Rezultatele au fost uimitoare. Analiza a arătat că hidrogenul, oxigenul și siliciul se dizolvă simultan în cristalele de fier în aceste condiții extreme, modificându-le structura într-un mod care nu fusese observat până acum. Mai mult, experimentul a demonstrat că în „nucleu” au intrat cantități egale de hidrogen și siliciu din „magmă”.

Adio, teorie a cometelor?

Pe baza acestor simulări, echipa a estimat că hidrogenul reprezintă între 0,07% și 0,36% din greutatea miezului terestru. Deși procentul pare mic, masa totală este colosală: de 9 până la 45 de ori mai mult decât tot hidrogenul din apele de la suprafață.

Dacă cometele ar fi fost principala sursă de hidrogen după formarea miezului, acest element ar fi trebuit să rămână concentrat în straturile superficiale ale planetei. Faptul că rezervorul principal se află chiar în „inima” Terrei demonstrează că hidrogenul a fost „înghițit” înainte ca procesul de formare a miezului să fie finalizat.

„Este pentru prima dată când a fost identificat mecanismul prin care hidrogenul pătrunde în miez”, a concluzionat Huang. Se pare că, în timp ce noi ne uităm spre cer după răspunsuri, cele mai mari secrete ale planetei noastre au fost tot timpul îngropate adânc sub noi.